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病毒史(二)

2023-12-03 22:19| 来源: 网络整理| 查看: 265

病毒的分类有很多,主流分类方法主要有三种:(1)巴尔的摩分类法(Baltimore classification);(2)ICTV分类法;(3)根据形状结构分类。此外还可根据感染宿主进行分类,详述如下:

根据宿主分类:

植物病毒和动物病毒

根据结构形状分类:

有无包膜可分为包膜病毒和裸露病毒;

根据其形状,可分为冠状病毒、杆状病毒、丝状病毒、球形病毒、砖形病毒和弹形病毒等等。

巴尔的摩分类法

巴尔的摩分类法是根据病毒翻译产生蛋白的mRNA的来源进行分类的,mRNA在病毒整个生命过程中扮演中心角色,该方法以1975年诺贝尔生理学或医学奖得主巴尔的摩(David Baltimore)名字命名以纪念其在病毒分类学中的卓越表现,将病毒分为了七类[1]:

(1)双链DNA病毒(dsDNA viruses),例如疱疹病毒、巨细胞病毒、腺病毒等;

(2)单链DNA病毒(ssDNA viruses),例如小脱氧核糖核酸病毒(parvoviruses);

(3)双链RNA病毒(dsRNA viruses),例如呼肠孤病毒(reoviruses);

(4)单链正义RNA病毒((+)ssRNA viruses),例如冠状病毒;

(5)单链负义RNA病毒((-)ssRNA viruses),例如棒状病毒(rhabdoviruses);

(6)逆转录病毒(RT viruses),可例如逆转录病毒;

(7)嗜肝DNA病毒,如乙肝病毒。

图片来源于人卫版微生物学基础(第九版)

注意:有的文献和数据库中,并不将嗜肝DNA病毒算作第7类,而是将第6类逆转录病毒细分为两类:单链RNA逆转录病毒和双链DNA逆转录病毒。

ICTV分类法:

1950年,第五届国际微生物学会议提出有关病毒分类的8项标准。1996年,在莫斯科举行的国际微生物学代表会议上成了国际病毒命名委员会(International Committee on Nomenclature of Viruses, ICNV),它是国际上病毒分类和命名的权威机构,所有的病毒分类和命名均以该组织公布的文件为准。1971年Wildy发表了ICNV第一份报告《病毒的分类和命名》(Classification and Nomenclature of Viruses),1973年将ICNV改名为国际病毒分类委员会(International Committee on Taxonomy of Viruses, ICTV),并沿用至今。以上内容摘录自参考文献[2]。

ICTV于今年4月发布了经2019 年7 月德国柏林举行的第51 次执行委员会批准的最新2019 病毒分类系统[3,4]。在此新版本中,ICTV正式采用15级分类等级,废除了1971年-2017年一直沿用的5等级(目、科、亚科、属、种)分类结构。最新15类分类等级(文献3中定义为分类阶元)如下:

域(Realm,词根:-viria)

亚域(Subrealm,词根:-viria)

界(Kingdom,词根:-virae)

亚界(Subkingdom,词根:-virites)

门(Phylum,词根:-viricota)

亚门(Subphylum,词根:-viricotina)

纲(Class,词根:-viricetes)

亚纲(Subclass,词根:-viricetidae)

目(Order,词根:-virales)

亚目(Suborder,词根:-virineae)

科(Family,词根:-viridae)

亚科(Subfamily,词根:-virinae)

属(Genus,词根:-virus)

亚属(Subgenus,词根:-virus)

种(Species)

图片来源ICTV

(1)域:Realm

在病毒学中,域是最高分类等级,目前已确定4个病毒域:Duplodnaviria, Monodnaviria, Riboviria和Varidnaviria。(以上域的中文名字,不过分去硬翻,我们可以根据其解释和定义去合理理解就好,这个不用纠结)。

Duplodnaviria,这个病毒域包含能够编码具有HK97折叠主要核衣壳蛋白的双链DNA病毒,所以这个域可以称作双链DNA病毒域(不是非常准确),HK97折叠是二十面体衣壳蛋白形成的主要结构元素,辅助蛋白等能够严格控制多个HK97折叠亚基组装形成特定的二十面体。

Monodnaviria,这个病毒域包含所有编码HUH超家族核酸内切酶的单链DNA病毒,以及这类病毒的后代(由该病毒衍生而来),因此可以称作单链DNA病毒(不是非常准确)。

Riboviria,这个病毒域包含所有编码RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp)的RNA病毒,以及所有编码逆转录酶的病毒,SARS-CoV-2便属于该病毒域。所以这个域也称作核糖病毒域(Ribo即核糖,不是非常准确)。

Varidnaviria,这个病毒域包含能够编码垂直果酱卷(vertical jelly roll)样结构的主要核衣壳蛋白的双链DNA病毒,这类垂直果酱卷能够形成假六聚体。所以这个病毒域和上述第一个在双链DNA这部分有重叠,词前缀Vari可引申为多,可称作多样DNA病毒域。

目前亚域尚无分类

(2)界:Kingdom

病毒学中,对界并没有域那么明确定义。目前共有9个病毒界,其中Duplodnaviria病毒域下分1个病毒界(Heunggongvirae),Monodnaviria病毒域下分4个病毒界(Loebvirae、Sangervirae、Shotokuvirae和Trapavirae),Riboviria病毒域下分2个病毒界(Orthornavirae和Pararnavirae),Varidnaviria病毒域下分2个病毒界(Bamfordvirae和Helvetiavirae)。

再往后细分,就太多了,在此不再赘述。

摘录参考文献3的总结如下:

大部分病毒归属在Duplodnaviria(双链DNA 病毒域)、Monodnaviria(单链DNA 病毒域)、Varidnaviria(多样DNA病毒域)、RNA 病毒域等4 个域中,在域以下共有9 个界、16 个门、2 个亚门、36 个纲、55 个目、8 个亚目、168 个科、103 个亚科、1421 个属、68 个亚属、6590 种。其中双链DNA 病毒域下属1 个界、2 个门、2 个纲、2 个目;单链DNA 病毒域下属4 个界、5 个门、8 个纲、13 个目;多样DNA 病毒域下属2 个界、3 个门、5 个纲、11 个目;RNA 病毒域下属2 个界、6 个门、2 个亚门、21 个纲、28 个目。但仍有1 个目、24 个科、3 个属没有归到―域‖,并且没有合适的上一级分类阶元,有待今后逐步完善。

亚病毒因子(Subviral agents)

亚病毒因子是一类具有感染性、尺寸比病毒更小的微生物,它们具有病毒的一部分性质,2015年后,ICTV按照病毒分类学,对这类亚病毒因子也进行了分类,称作类病毒和病毒依赖性因子(Viroids and virus-dependent agents)。

(1)类病毒

类病毒是已知的最小的感染性致病因子,它们仅由没有蛋白质覆盖的环状单链RNA短链组成。所有已知的类病毒均来自被子植物。尽管类病毒由核酸组成,但是其核酸不编码任何蛋白。(不赘述,后续有专题文章介绍)。

(2)卫星亚病毒因子(Satellites)

卫星病毒依赖于宿主细胞与辅助病毒的共同感染来进行有效增殖,它们的核酸序列与宿主和辅助病毒基本不同,这类物质只有自身编码蛋白包裹自身核酸时,才能真正称之为卫星病毒,包裹之前称之为卫星亚病毒因子。因此,其下可细分为两类:卫星病毒、卫星核酸。(不赘述,后续有专题文章介绍)。

(3)缺损性干扰颗粒(defective interfering particle)

缺损性干扰颗粒是指基因组不完整导致不能进行正常的复制的病毒,因此也称作缺陷病毒,缺陷病毒需要在辅助病毒的帮助下才能繁殖(必须是其母体病毒,即由该病毒突变或者衍生的缺陷病毒),缺陷病毒比其母体完整病毒小,复制过程更迅速,因此能干扰母体完整病毒的复制,因此叫缺损性干扰颗粒。不赘述,后续有专题文章介绍)。

案例介绍(百度百科):Cole等指出,Polio病毒在高繁殖率的状态下感染细胞连续传16~18代后产生DI颗粒。DI是含缺损的RNA,其丢失了基因组5’—末端所有编码NcVPla的区域,所以,由DI合成蛋白装配的病毒无感染力(无衣壳),而DI的衣壳是由来自完整病毒基因组所合成的蛋白组装而成。假如用相等数量的完整病毒和DI同时感染细胞,在细胞浆中会出现相等的两类病毒RNA。如果两种RNA装配毒粒的能力一样,生成的衣壳各用一半,故装配成全病毒颗粒的只有1/2,这样等量的两类病毒颗粒同时感染细胞,其子代病毒的量只有完整病毒单独感染所产生子代病毒量的1/4[5]。

以上便是病毒分类学的主要内容,但需注意的是,病毒的分类和病毒的命名并无直接关系

文献上对SARS-CoV-2的分类通常为具包膜的单链正义RNA冠状病毒,其中包含了上述所有分类依据。包膜和冠状属于结构形状分类,单链正义RNA属于巴尔的摩分类,冠状病毒属属于ICTV分类。

后续内容:病毒史(三)|病毒的命名

参考文献:

[1] Molecular Biology Web Book -http://web-books.com

[2] 抗病毒药物及其研究方法(第二版),陈鸿珊等编著

[3] 洪健,谢礼,张仲凯,周雪平.ICTV 最新十五级分类阶元病毒分类系统中的

植物病毒[J/OL].植物病理学报. ICTV最新十五级分类阶元病毒分类系统中的植物病毒 - 中国知网

[4] Walker P J, Siddell S G, Lefkowitz E J, et al. Changes to virus taxonomy and the Statutes ratified by the International Committee on Taxonomy of Viruses (2020) [J] . Archives of Virology, 2020, 165: 2737–2748.

其他参考信息:

ICTV官网:

https://talk.ictvonline.org/taxonomy/

知乎文章:

生物病毒是如何在生物学上分类的?人类已知的冠状病毒有哪些?



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